關于天津地鐵3號線車輛空壓機的應用及故障分析

龔　慶（天津市地下鐵道運營有限公司,天津　300000）

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關于天津地鐵3號線車輛空壓機的應用及故障分析

龔慶
（天津市地下鐵道運營有限公司,天津300000）

摘 要：本文針對天津地鐵3號線車輛所采用阿特拉斯.科普柯GAR10BD型空壓機的應用現狀進行分析，并對典型故障進行說明，為軌道交通行業車輛空壓機的設備選型提供技術支持。

關鍵詞：地鐵；GAR10BD；空壓機

0　引言

天津地鐵3號線車輛采用的空壓機為阿特拉斯.科普柯GAR10BD型螺桿式空氣壓縮機，裝配在鐵科院制動系統車輛上，為車輛的制動系統及其它氣動元件提供壓縮空氣。本文主要從GAR10BD型螺桿式空壓機現場應用狀態進行分析，并對運營中出現的典型故障等進行說明，為今后軌道交通行業車輛空氣壓縮機的設備選型提供技術支持。

1　組成及作用

阿特拉斯.科普柯GAR10BD型螺桿式空壓機組采用400V±10%、50Hz交流電驅動，電機額定轉速1470r/min，可提供0.99m3/ min的供氣量[1]。其主要由GAR10BD螺桿式空壓機組、膜式干燥器、安全閥組成，而GAR10BD螺桿式空壓機組同樣是一個裝配的組件，由冷卻器、油氣筒及油分離器、三級過濾器、螺桿式壓縮機和三相交流電動機組成。

天津地鐵3號線車輛為3動3拖6節編組（Tc-M1-M2-T0-M1-Tc），每列車配備2臺空壓機組設備，分別安裝在兩個Tc車上，為車輛空氣彈簧、制動設備、解鉤設備、風笛設備和BHB操作設備等提供穩定可靠的風源[2]。

2　工作原理

GAR10BD空壓機組的壓縮機頭包含兩個反向轉子（如圖1所示），并由向心止推滾動軸承支撐，吸入的空氣通過進氣閥進入壓縮機頭，并與機頭內部油混合，經兩個反向轉子的交疊進行壓縮循環，產生的壓縮空氣經過油分離器、冷卻器、三級過濾器后，進入膜式干燥器。

潮濕的壓縮空氣通過入口進入中空滲膜管，然后流經滲膜管到達底部。因為在滲膜內部和外部水蒸氣分壓不同，因此水分子就從分壓較大的滲膜內部向分壓較小的滲膜外部擴散，在出口處就獲得了較干燥的壓縮空氣。把這個干燥的壓縮空氣引出一小部分進行膨脹減壓，形成極為干燥的壓縮空氣，把減壓后的極干燥壓縮空氣引入到滲膜之外，通過空氣的膨脹和導向作用將內部纖維滲透出來的水蒸氣導入大氣[3]。

3　應用現狀及典型故障說明

（1）應用現狀。目前，天津地鐵3號線運營車輛中共有5列鐵科院制動系統車輛裝配GAR10BD型空壓機組。其中，故障率較高的為空壓機組中的膜式干燥器設備，自2013年運營至今共發生故障36次，均為膜式干燥器漏風故障，現已完成初步整改。

（2）典型故障。膜式干燥器漏風故障：故障原因分析：參考膜式干燥器工作示意圖（如圖2所示），對干燥器故障進行分析說明。

干燥器依靠膜管對水分子的選擇透過性實現對壓縮空氣的干燥，電磁閥控制反吹風吹掃膜管的外表面（反吹空氣帶走膜管外表面的水分子），將飽和濕度壓縮空氣干燥得到干燥清潔的壓縮空氣。

導致膜式干燥器漏風問題有以下幾點：（1）高溫。要求的環境溫度不能超過50℃，超過此溫度將影響膜式干燥器的干燥能力；（2）水。不能有液態水進入膜式干燥器，液態水會阻礙水分子通過膜式干燥器管壁，使干燥器失效，如流速較大時，會阻礙并導致膜管破損。故需要保證WSDR水分離器的工作性能狀態，并定期維護。夏天濕度較大，如排水不暢，水進入到干燥器，就會導致其使用壽命；（3）油。保證進入膜式干燥器的壓縮空氣過濾掉大部分油分，需要保證DDR、PDR過濾器，油分離器、油濾及潤滑油的性能狀態，并定期更換。（4）壓力波動。瞬間壓力不能超過2bar/s，不能有壓力的急劇上升和下降；（5）啟停次數及頻率過多。膜式干燥器其內部膜管在工作時會承壓膨脹，不工作時，膜管內部泄壓收縮，此壓力循環過程會影響使用壽命。

解決方案：定期更換WSDR、DDR、PDR三級過濾器濾芯，并增加保壓風缸。

定期更換三級過濾器濾芯，最大程度的保證進入膜式干燥器中壓縮空氣的質量，而在壓縮空氣進入膜式干燥器的前端加設保壓風缸，可以解決由于空壓機運行中頻繁啟停，產生高頻的壓力波動，形成壓力循環的問題。加設風缸后，膜式干燥器和風缸形成容積空間，在空壓機組停機的時候，繼續維持膜式干燥器膜管內壓力，在一定程度上延長干燥器使用壽命。

4　結束語

目前，天津地鐵3號線已完成5列鐵科制動車輛空壓機增設保壓風缸的整改工作，并對空壓機進行定期保養，更換DDR、PDR、WSDR三級過濾器濾芯，最大程度的保障膜式干燥器前端壓縮空氣的質量，對延長膜式干燥器的使用壽命起到一定作用。

參考文獻：

[1]阿特拉斯.科普柯GAR10BD空壓機組技術說明書[S].

[2]天津地鐵3號線鐵科院制動系統車輛維護手冊[K].

[3]董鵬舉.膜式干燥器的原理與應用[J].壓縮機技術，2013(04):66-71.

作者簡介：龔慶（1988-），男，助理工程師，主要從事：地鐵車輛狀態檢修及故障診斷工作。

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.03.204